KR20090126766A - 박막 트랜지스터 표시판 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막 트랜지스터의 채널의 폭을 증가시킬 수 있는 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것으로서, 기판, 기판 위에 형성되어 있으며 게이트 전극을 포함하는 게이트선, 게이트선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며 박막 트랜지스터의 채널부를 포함하는 반도체, 반도체 위에 형성되어 있으며, 소스 전극을 포함하는 데이터선, 반도체 위에 형성되어 있으며 박막 트랜지스터의 채널부를 사이에 두고 상기 소스 전극과 마주하는 드레인 전극을 포함하고, 박막 트랜지스터의 채널부는 상기 게이트 전극의 양쪽 측면을 덮고 있다.
이와 같이, 게이트 전극의 양쪽 측면을 박막 트랜지스터의 채널의 폭으로 활용할 수 있기 때문에 박막 트랜지스터의 면적을 늘이지 않고, 채널의 폭을 증가 시킬 수 있다.
박막 트랜지스터 표시판, 산화물 반도체, 채널
Description
본 발명은 박막 트랜지스터의 채널의 폭을 증가시킬 수 있는 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것이다.
일반적으로 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)는 액정 표시 장치나 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등의 평판 표시 장치에서 각 화소를 독립적으로 구동하기 위한 스위칭 소자로 사용된다. 박막 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판은 박막 트랜지스터와 이에 연결되어 있는 화소 전극 외에도, 박막 트랜지스터에 주사 신호를 전달하는 주사 신호선(또는 게이트선)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선 등을 포함한다.
박막 트랜지스터는 게이트선에 연결되어 있는 게이트 전극과 데이터선에 연결되어 있는 소스 전극과 화소 전극에 연결되어 있는 드레인 전극 및 소스 전극과 드레인 전극 사이 게이트 전극 위에 위치하는 반도체층 등으로 이루어지며, 박막 트랜지스터의 채널(Channel)은 소스 전극과 드레인 전극 사이에 위치하는 반도체층에서 형성된다.
현재 표시 장치가 고해상도화 하면서, 화소의 크기가 작아짐에 비하여 박막 트랜지스터의 특성을 유지하기 위하여는 채널의 폭을 일정 크기 이상으로 유지해야 한다. 따라서 화소에서 박막 트랜지스터가 차지하는 면적이 넓어지고 그에 따라 개구율의 감소가 나타나는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 박막 트랜지스터의 면적을 늘이지 않고 채널이 폭을 늘이는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 기판, 기판 위에 형성되어 있으며 게이트 전극을 포함하는 게이트선, 게이트선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며 박막 트랜지스터의 채널부를 포함하는 반도체, 반도체 위에 형성되어 있으며, 소스 전극을 포함하는 데이터선, 반도체 위에 형성되어 있으며 박막 트랜지스터의 채널부를 사이에 두고 소스 전극과 마주하는 드레인 전극을 포함하고, 박막 트랜지스터의 채널부는 게이트 전극의 양쪽 측면을 덮고 있다.
반도체는 산화물 반도체일 수 있다.
산화물 반도체는 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 또는 이들의 복합 산화물인 산화아연(ZnO), 인듐-갈륨-아연 산화물(InGaZnO4), 인듐-아연 산화물(Zn-In-O), 또는 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O)을 포함할 수 있다.
데이터선 및 드레인 전극 위에 형성되어 있으며, 드레인 전극을 노출하는 접촉구를 포함하는 보호막, 보호막 위에 형성되어 있으며, 접촉구를 통하여 드레인 전극과 접촉하는 화소 전극을 더 포함할 수 있다.
보호막은 하부의 무기막과 상부의 유기막을 포함하고, 유기막은 평탄화 되어 있을 수 있다.
데이터선 및 드레인 전극 위에 형성되어 있으며, 드레인 전극을 노출하는 접촉구를 포함하는 보호막, 보호막 위에 형성되어 있으며, 접촉구를 통하여 드레인 전극과 접촉하는 화소 전극을 더 포함할 수 있다.
보호막은 하부의 무기막과 상부의 유기막을 포함하고, 유기막은 평탄화 되어 있을 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 게이트 전극의 양쪽 측면을 박막 트랜지스터의 채널의 폭으로 활용할 수 있기 때문에 박막 트랜지스터의 면적을 늘이지 않고, 채널의 폭을 증가 시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나 타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 II-II 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판(110) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(121)이 형성되어 있다. 각 게이트선(121)은 게이트 전극(124)과 외부 회로 연결을 위하여 폭이 넓은 끝 부분(129)을 포함한다.
게이트선(121)은 1 내지 2㎛ 의 두께로 형성되어 있고, 게이트선(121)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 30° 내지 80° 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.
게이트선(121) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140) 위에는 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 또는 이들의 복합 산화물인 산화아연(ZnO), 인듐-갈륨-아연 산화 물(InGaZnO4), 인듐-아연 산화물(Zn-In-O), 또는 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O)로 이루어진 산화물 반도체로 만들어진 반도체(154)가 형성되어 있다.
반도체(154) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171) 및 복수의 드레인 전극(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차하며 데이터 전압을 전달한다. 각 데이터선(171)은 소스 전극(173)을 포함하고, 드레인 전극(175)은 세로 방향으로 형성되어 있으며, 일부는 게이트선(121)과 중첩한다. 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 게이트 전극(124) 위에서 서로 마주한다.
게이트선(121)과 마찬가지로 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30° 내지 80° 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)부는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
게이트 절연막(140), 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 무기물로 이루어진 하부막(180p)과 유기물로 이루어진 상부막(180q)을 포함하며, 상부막(180q)의 상부는 평탄화 되어 있다.
보호막(180)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(185)이 형성되어 있고, 데이터선(171)의 끝 부분(179)을 드러내는 접촉 구멍(182)이 형성되어 있고, 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191) 및 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다.
화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 연결되어 있으며 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
접촉 보조 부재(81, 82)는 접촉 구멍(181, 182)를 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129)과 데이터선(171)의 끝 부분(179)에 각각 연결되어 있다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121)의 끝 부분(129) 또는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 구동 집적 회로와 같은 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.
도 3은 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 III-III 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 반도체(154)는 게이트 전극(124)을 덮고 있다.
반도체(154)는 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 또는 이들의 복합 산화물인 산화아연(ZnO), 인듐-갈륨-아연 산화물(InGaZnO4), 인듐-아연 산화물(Zn-In-O), 또는 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O)로 이루어진 산화물 반도체로 형성되어 있기 때문에 광감도(Photo sensitivity)가 적으므 로 별도의 광 차단막이 필요 없다. 따라서, 반도체(154)를 게이트 전극(154)을 덮을 수 있도록 형성할 수 있다.
박막 트랜지스터의 채널(channel)부는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 반도체(154)가 게이트선(121)의 게이트 전극(124)에 해당하는 부분을 폭 방향으로 타고 넘는 모양으로 형성되어 있어서, 반도체(154)가 게이트 전극(124)의 윗면은 물론 게이트 전극(124)의 양쪽 측면과도 대응한다. 또한 소스 전극(173)과 드레인 전극(174)도 게이트 전극(124)을 폭 방향으로 타고 넘으면서 반도체(154)와 중첩하고 있다. 따라서 반도체(154) 중 게이트 전극(124)의 윗면과 대응하는 부분은 물론 게이트 전극(124)의 양쪽 측면과 대응하는 부분도 박막 트랜지스터의 채널로 작용한다. 따라서, 박막 트랜지스터의 채널 폭은 W+2α가 된다. 이는 게이트 전극(124)의 양쪽 측면의 폭(2α)만큼 박막 트랜지스터의 채널 폭이 증가한 것이다.
예를 들어, 게이트 전극(124)의 두께가 2㎛ 이고, 게이트 전극(124)의 측면이 기판에 대해 45°로 기울어져 있는 경우, α는 2.83㎛ 가 되므로, 박막 트랜지스터의 채널 폭은 5.66㎛ 만큼 더 늘어난다.
따라서, 게이트 전극(124)의 양쪽 측면 α를 박막 트랜지스터의 채널로 사용할 수 있으므로, 박막 트랜지스터의 채널 폭을 더 늘이기 위하여 박막 트랜지스터의 면적을 크게 형성하지 않아도 된다.
이러한 구조의 박막 트랜지스터는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판은 물론 유기 발광 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판 등 박막 트랜지스터를 사 용하는 어떠한 기기나 장치에도 적용할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 자른 단면도이고,
도 3은 도 1의 액정 표시 장치를 III-III 선을 따라 자른 단면도이다.
Claims (7)
- 기판,상기 기판 위에 형성되어 있으며 게이트 전극을 포함하는 게이트선,상기 게이트선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막,상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며 박막 트랜지스터의 채널부를 포함하는 반도체,상기 반도체 위에 형성되어 있으며, 소스 전극을 포함하는 데이터선,상기 반도체 위에 형성되어 있으며 상기 박막 트랜지스터의 채널부를 사이에 두고 상기 소스 전극과 마주하는 드레인 전극을 포함하고,상기 박막 트랜지스터의 채널부는 상기 게이트 전극의 양쪽 측면을 덮는 박막 트랜지스터 표시판.
- 제1항에서,상기 반도체는 산화물 반도체인 박막 트랜지스터 표시판.
- 제2항에서,상기 산화물 반도체는 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 또는 이들의 복합 산화물인 산화아연(ZnO), 인듐-갈륨-아연 산화물(InGaZnO4), 인듐-아연 산화물(Zn-In-O), 또는 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O)을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
- 제3항에서,상기 데이터선 및 상기 드레인 전극 위에 형성되어 있으며, 상기 드레인 전극을 노출하는 접촉구를 포함하는 보호막,상기 보호막 위에 형성되어 있으며, 상기 접촉구를 통하여 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소 전극을 더 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
- 제4항에서,상기 보호막은 하부의 무기막과 상부의 유기막을 포함하고,상기 유기막은 평탄화 되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
- 제1항에서,상기 데이터선 및 상기 드레인 전극 위에 형성되어 있으며, 상기 드레인 전극을 노출하는 접촉구를 포함하는 보호막,상기 보호막 위에 형성되어 있으며, 상기 접촉구를 통하여 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소 전극을 더 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
- 제6항에서,상기 보호막은 하부의 무기막과 상부의 유기막을 포함하고,상기 유기막은 평탄화 되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
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